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Supercomputer: Japan erobert sich den Spitzenplatz zurück

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Der erste 10-PFlops-Rechner der Welt, der K Computer von RIKEN, besteht aus 800 solcher Racks mit jeweils 24 Boards.

(Bild: RIKEN)

Mit der zweitgrößten Performancesteigerung der Erstplazierten auf der seit 18 Jahren geführten Top500-Liste der Supercomputer konnte sich nun wieder ein japanisches System klar an die Spitze setzen: der K Computer des Forschungsinstitutes RIKEN – oder genauer: des im Juli 2010 gegründeten RIKEN-Ablegers Advanced Institute for Computing Science (AICS). Das gab zum Auftakt der Internationalen Supercomputerkonferenz ISC2011 in Hamburg das Top500-Komitee bekannt.

Mit 68.544 Achtkern-SPARC64-VIIIfx-Prozessoren von Fujitsu, also mit insgesamt 548.352 Kernen bestückt, liegt der K Computer mit theoretisch 8,7 PFlops nur knapp unter der projektierten Zielleistung von 10 Petaflops, im realen Linpack-Benchmark kommt er auf 8,16 PFlops, womit er über dreimal so schnell ist wie der bisherige Spitzenreiter Tianhe 1A aus China. Jener mit Intel-Xeon und Nvidia-Tesla-Karten arbeitende Rechner hält mit 2,56 Pflops nun Platz zwei, vor den drei schon auf der vorigen Liste dahinter platzierten Systeme Jaguar (AMD Opteron), Nebulae (Intel Xeon/Nvidia Tesla) und Tsubane 2.0 (Intel Xeon/ NVidia Tesla). Neu in die Top10 kamen die beiden US-amerikanischen Computer Cielo, ein Cray-XE6-System der Los Alamos National Labs mit 1,11 PFops, sowie Pleiades, das neue System der NASA von SGI mit Intel-Xeons, welches 1,08 PFlo ps erzielte. Das schnellste europäische System bleibt der französische Tera 100 von Bull mit Intel Nehalme-EX auf Platz 9 (1,05 PFlops), das schnellste deutsche System der Jugene mit IBM BlueGene/P in Jülich (0,83 PFlops) auf Platz 12.

Lediglich der ebenfalls aus Japan stammende Earth Simulator konnte sich vor neun Jahren mit einer noch größeren Performancesteigerung vom Rest der Supercomputergemeinde absetzen als der K Computer, heute würde er mit seinen 35,86 TFlops gar nicht mehr in der Top500-Liste auftauchen – er wurde ohnehin 2009 durch einen schnelleren Rechner ersetzt. Vor einem halben Jahr hätte er mit dieser Leistung noch den 350. Platz belegt, nun sind bereits 40,2 TFlops nötig, um überhaupt in die Liste zu gelangen. Die Gesamtperformance stieg um 34 Prozent auf 58,88 Pflops, was nach einer Abflachung im Jahre der Wirtschaftskrise 2009 wieder in dem langzeitlich üblichen Rahmen liegt.

In der Energieeffizienz konnte sich ein weiterer BlueGene/Q-Prototyp am IBM Watson Research Centers mit nunmehr über 2 GFlops/Watt deutlich an die Spitze setzen, vor einem älteren Prototypen aus dem gleichen Hause mit 1,6 GFlops/Watt. Der 17-Kerner BlueGene/Q soll den fürs nächste Jahr erwarteten 20-Pflops-Rechner Sequoia befeuern. Der neue Spitzenreiter braucht mit seinen SPARC64-VIIIfx-Prozessoren insgesamt 10 MWatt, also nahezu nur etwa halb so viel Energie wie der alte Earth Simulator. Mit seiner Effizienz von 825 MFlops/Watt liegt er sich damit auch an die Spitze der General-Purpose-Rechner, sieht man mal von wenigen GPU-beschleunigten Systemen ab.

Die USA haben insgesamt ein wenig von 274 auf 250 der Top500-Systeme verloren. Europa blieb mit 125 (zuvor 126) Systemen etwa gleich und Asien legte von 84 auf 103 Systeme zu, was vor allem China geschuldet ist, das sich von 42 auf 62 steigerte. In Europa liegen Deutschland, Großbritannien und Frankreich etwa gleichauf, wobei Deutschland mit 30 Systemen knapp die Nase vorn hat.

Unter den Herstellern hat sich IBM noch etwas weiter von Hewlett-Packard abgesetzt, sowohl in der Stückzahl als auch in der Performance. IBM hat sich von 200 auf 213 gesteigert, HP kam auf 153 Systeme gegenüber 159 Systeme in der vorigen Liste mit insgesamt 15,3 Pflops beziehungsweise 8,7 Pflops. Platz 3 belegt weiterhin Cray mit unverändert 29 Systemen, die aber fast alle in den Top50 liegen, die Cray somit klar dominiert. Ausgedrückt in Performance erreicht Cray mit 9,1 PFlops daher Platz zwei vor Fujitsu, das dank des mächtigen K Computers mit 8,7 PFlops noch ganz knapp vor HP liegt.

Intel musste ein paar Systeme an AMD und IBM abgeben, nunmehr sind 387 der Top500-Systeme mit Intel-Prozessoren bestückt (in der vorigen Liste waren es 399), 169 davon Sechskerner Xeon-Westmere. AMD konnte von 59 auf 65 und IBM mit Power von 40 auf 45 zulegen.

Bei den Betriebssystemen kommt fast ausschließlich Linux zum Einsatz neben AIX (21). Microsoft hat nun 6 Supercomputer mit Windows HPC 2008 in den Charts und betont, dass auch der Fünftplatzierte der Liste, Tsubame 2.0, mit Windows laufen kann und damit in etwa die gleiche Performance erzielt.

37. Top500-Liste der Supercomputer
Platz (vor. Liste) Rechner (Hersteller) Betreiber Land Prozessoren (Cores) Rmax (TFlops) Energie-verbrauch [MW]
1 (-) K Computer (Fujitsu) RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) Japan 548.352 8C-SPARC64 VIIIfx, 2 GHz 8162 9,9
2 (1) Tianhe-1A (NUDT) National SuperComputer Center Tianjin China 86.016 6C-Xeon 2,93GHz +7168*14 Nvidia Tesla M2050 2566 4,04
3 (2) Jaguar (Cray XT5) Oak Ridge National Lab USA 224.162 6C-Opteron, 2,6 GHz 1759 6,95
4 (3) Nebulae (Dawning) National SuperComputer Center Shenzhen China 55.680 6C-Xeon 5650 2,66 GHz + 4640*14 Nvidia Tesla C2050 (1,15 GHz) 1271 2,58
5 (4) Tsubame 2 (NEC/HP) Tokyo Inst. Of Technology Japan 16.896 6C Xeon-Westmere 2,93 GHz + 4224*14 Nvidia M2050 1192 1,4
6 (-) Cielo (Cray) DOE/NNSA/LANL/SNL USA 142.272 8C-Opteron, 2,4 GHz 1111 3,98
7 (-) Pleiades (SGI) NASA/Ames REserach Center/NAS USA 111.104 4/6-C Xeon 2,93 GHz 1088 4,1
8 (5) Hopper (Cray XE6) DOE/SC/LBNL/NERSC USA 153.408 12C Opteron 2,1 GHz 1054 2,91
9 (6) Tera 100 (Bull) CEA Frank. 138.368 Nehalem-EX 2,26 GHz 1050 4,59
10 (7) Roadrunner (IBM) DOE/NNSA/LANL USA 122.440 (SPE:3,2 GHz +PPC:3,2 GHz+DC-Opteron:1,8GHz) 1042 2,35

(as)